地质灾害风险管理研究综述及展望

2012-10-21侯俊东殷伟峰

中国国土资源经济 2012年4期

■ 侯俊东/吕军/殷伟峰

（中国地质大学（武汉）经济管理学院，湖北武汉 430074）

由于全球进入地壳活动频繁期，环太平洋地震带进入活跃期，使得地质灾害频率及规模都在增加（国土资源部，2010；Zhou et al.，2011），而且群发，造成的损失极为严重，贵州关岭的滑坡碎屑流、舟曲的特大山洪泥石流、云南怒江贡山泥石流、云南巧家县山洪泥石流、云南保山滑坡等就是典型的事实和教训。据国土资源部门统计，2010年1-10月全国共发生地质灾害3万余起，死亡和失踪人员大约是3000人，直接经济损失33.44亿元（徐绍史，2010；新京报，2010）。尽管世界各国的科学家为查明其规律已经奋斗了近一个世纪，但面对地质环境的多变性，地质灾害发生机理的复杂性、时空演变的随机性和过程的突发性，人们目前的理论和认知水平还显得极为局限，技术手段在多数情况下也显得无能为力。以前工程地质领域研究地质灾害大多考虑自然因素，着重考察其形成机制和诱发条件。但防治地质灾害的最终目的不是杜绝引起灾害的地质现象或地质事件的发生，而是确保这些地质现象或地质事件不对人类造成不可接受的危害。于是，地质灾害风险评价与管理便成为当前地质灾害研究领域的重要问题和研究方向。

1 风险管理定义及步骤

风险管理是指如何在一个有风险的环境里把风险减至最低的管理过程，包括对风险的识别、评估及应变策略。理想的风险管理，是一连串排好优先次序的过程，使当中的可以引致最大损失及最可能发生的事情优先处理，而相对风险较低的事情则押后处理，使得经济效益最大化。然而，在现实中这样的优化过程往往很难决定，因为风险和发生的可能性通常并不一致，所以要权衡两者的比重。

风险管理的步骤一般包含三步：首先，进行风险识别，即识别风险的来源、范围、特性及其行为或现象相关的不确定性，然后将风险量化，评估出各种风险的概率值；其次，对可能存在的风险进行风险评估，并设法预测风险的可接受或可容忍程度；最后，采取一套用来处理风险的最佳方法，从而在风险发生的情况下能够达到规避风险或者将损失减少到最小的目的。

2 国外关于地质灾害风险管理的相关研究

国外对于地质灾害风险管理的研究，主要是通过采用现代高技术与地质灾害风险管理相结合的方式体现出来的。20世纪80年代后期到90年代，GIS大量地应用于地质灾害风险管理，如Michael-Leiba等(2002)运用GIS技术分析了美国的滑坡灾害；Chung等基于GIS的专业模型扩展分析功能对加拿大的滑坡灾害进行了多因素综合分区；Mario等利用GIS进行了地质灾害和风险评估，并进行灾害分区；Daniel等将GIS与工程模型相结合进行深层滑坡灾害评价。随着高精度遥感技术的出现，遥感“眼”在地质灾害的评价与预测方面显示出广泛的应用前景，如法国利用SPOT卫星三维测量立体成图技术进行大范围的灾害监控。另外，干涉雷达技术和差分干涉技术也广泛应用于地质灾害研究，如目前正在运行的四颗雷达卫星——加拿大的Radarsat、欧洲的ERS-l和ERS-2以及日本的JERS-1都可达到毫米量级的位移监测。

当然，国外学者对于地质灾害风险管理理论方面也做了大量的研究工作。北美及欧洲许多国家在原地质稳定性分区研究的基础上开展了地质稳定性与土地使用关系的风险研究，把原来单纯的地质稳定性研究拓展到了综合减灾效益研究。美国、加拿大、澳大利亚、意大利等国家已有不少地质灾害风险相关研究，对地质灾害风险理论(Morgan，1992)进行了风险定义、识别分类等方面的研究；在滑坡灾害风险评估(Carrara & Guzzetti，1999；Micheal-Leiba，2002)、风险图编制(Uromeihy & Mahadacifar，2000)、GIS及遥感技术应用(Carrara& Guzzetti，1999；Temesgen，2001)等方面都进行了探索性研究。

从总体上讲，国外对地质灾害风险管理方面的研究主要体现在以下几个方面：(1)借助现代先进的科学技术手段和方法深入系统地研究地质灾害的致灾机理，继续加强对单体地质灾害风险的特点、成因机理、预测预报以及防治处理等方面的深入研究；(2)重视灾害制图技术方法的应用，采用现代技术对中小流域地质灾害风险进行区域性评价，划分地质灾害危险性等级；(3)典型地区区域地质灾害预警系统和灾害管理信息系统建设取得显著进展，区域地质灾害预警系统研究在国际上迅速发展。

3 国内关于地质灾害风险管理的相关研究

相对于国外而言，国内对于地质灾害风险管理的相关研究起步较晚。20世纪30年代至70年代多以地震灾害研究工作为主。“八五”期间，我国的地质灾害调查工作才全面开展，重点集中在滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、岩溶塌陷、土壤侵蚀、土地荒漠化、矿区灾害等。80年代，开始从内外力型地质灾害链入手分析其成因。90年代后，学者们对我国地质灾害的类型、特征、影响因素、分布状况和区域发展规律等进行了深入的研究，提出了许多新理论、新观点，为地质灾害的研究发展提供了有力的依据。具体来讲：

第一，地质灾害风险识别与分析。马宗晋(1993)提出了用灾度表示自然灾害破坏损失规模的看法；高庆华(1991)提出了建立自然灾害评估系统的总体构想；张梁、张业成等(1994) 研究了地质灾害属性特征、风险构成、易损性及其在灾害风险管理中的地位；黄润秋等(2000)在综合地学信息系统上对地质灾害风险管理进行了初步探讨；刘玉恒等(2001)建立了土坝地质灾害风险计算模型；殷坤龙等(2001)研究开发了基于GIS的区域地质灾害风险分析系统；谢全敏(2004)运用模糊数学理论对地质灾害风险管理及其治理决策理论方法进行了研究。

脆弱性、恢复力和适应性相关的灾害风险综合管理成为实施可持续发展的重要途径，已引起被学术界的高度重视。目前，对承载体脆弱性的研究较多，对恢复力研究仍停留在理论和概念层面，缺乏较深入的实践性研究。灾害恢复力评估虽然在风险管理、应急管理和减灾规划中的价值已得到足够重视，但面对“什么因素决定恢复力大小”和“在多大程度上决定恢复力大小”等问题，仍没有较合理的解决方案，也缺乏较全面系统的综合评估模型来进行定量分析。

第二，地质灾害风险评估与预测。在地质灾害风险评估方面，汪敏等(2001)用地质灾害分析理论建立了香港和重庆两地的地质灾害风险评价系统；韩华等（2007）以北京市某规划建设场地地质灾害危险性评估为例，探讨了一级评估中的不稳定边坡灾害种类的地质灾害危险性现状、预测和综合评估的定量方法。龚士良（2007）针对上海市建设项目地质灾害危险性评估技术规程，作出了建设场地稳定性和适宜性评价结论，提出了相应的防治措施与建议。张春山等（2008）在陇县地质灾害详细调查的基础上，建立了地质灾害评价指标体系，确定了地质灾害危险性评判标准，进行了地质灾害危险区划。龚士良及吴继红（2008）根据上海长江隧桥工程沿线区域水文、地质条件，阐述了软土变形、水土突涌等地质灾害及其潜在的工程危害，并对其危险性进行了评价。王树丰等（2009）依据现场风险填图对宝塔山景区影响居民生命和财产安全的地质灾害进行了风险源的识别，并依据工程地质经验法对风险管理易损性各要素进行了定量评价。朱代强（2009）讨论了GIS技术在地质灾害风险评估中应用的基本框架、方法步骤和基于GIS的地震灾害风险评价系统的建立。黄远亮（2010）以某改建铁路项目为例，探讨了突发性地质灾害和缓变性地质灾害危险性评估的定性、半定量评价方法。

另外，对于风险的预测预报，学者们也进行了一系列研究。辜寄蓉等（2002）建立了九寨沟地区的地质灾害预测空间分析模型，划分地质灾害等级，对九寨沟地区的灾害进行预测。邱向荣等（2003）根据建设用地地质灾害危险性评估的特点，利用模糊综合评判方法建立边坡危险性预测模型。陆显超等（2006）进行了广东省地质灾害预测分区的研究。隋丽华（2009）针对煤矿在建设和生产过程中的实际情况，对铜匠川矿区的地质灾害危险性做出预测。

第三，地质灾害的风险规避与防治。地质灾害的风险规避与防治是最终目的，因此，学者们也进行了大量研究，以期为地质灾害的风险管理提供科学依据。殷坤龙、张桂荣（2003）认为加强开展地质灾害危险性和风险区划，开展预防性研究，圈定地质灾害危险性区域和灾害高风险区域是我国地质灾害综合防治的一条有效道路。刘星辉、苏国友（2004）针对邵东县石膏矿采空区顶板的实际情况，对稳定性参数进行了计算，并提出了监测预警、拆迁避险、采空区充填、硐室改造以及利用强迫崩落的防治措施。张云霞等（2005）通过对昆明市地质灾害调查，建议加强对地质灾害发生规律的研究，注重深层次的减灾科学防治。孙越英及樊克锋（2005）对园区环境地质条件分析后，认为应运用SNS(Safety Netting System)柔性拦石网防护施工技术及抗滑桩加固法治理危岩体及滑坡体。沈其俊等（2006）在对六盘水市地质灾害现状阐述基础上，提出了地质灾害防治的若干政策建议。锁冠侠（2008）通过对兰州东部地区各类地质灾害发育现状以及防治现状的概述，从宏观方面提出和探讨了适合本地区情况的地质灾害防治对策及保障措施。李育枢及李天斌（2009）以川藏线二郎山隧道西引道公路别托段穿越的老泥石流堆积体为例，总结在这类流堆积体上进行人类工程活动时地质灾害的成灾机理及防治对策。张森林等（2010）对焦作市典型煤矿区形成的地面塌陷、地裂缝等地质灾害的危险性进行了分析，并提出了相应的防治对策。

总体来讲，我国在地质灾害风险管理研究方面取得了不少成绩，主要体现在以下方面：(1)通过大规模的调查研究，基本查明了我国地质灾害的总体发育分布规律，对地质灾害的形成演化机制有了较清楚的认识；(2)进行全国性的“县市地质灾害调查”，并建立相应的管理信息系统和以“群测群防”为主的监测预警系统，其中三峡库区地质灾害监测预警信息系统建设相对最为完善；(3)在地质灾害风险评估和地质灾害风险防治监测技术方面取得了长足进步，对地质灾害的描述也逐步从定性向定量、从线性向非线性方向发展。

4 结论与启示

综上所述，国内外学者的研究已经证实了地质灾害风险管理的重要性，然而现有关于地质灾害风险管理的研究，仍存在如下不足：

(1)简单地说，灾害风险管理涉及灾害的发育分布特征、成灾因素、风险分析、风险评估和风险控制五个层次。就地质灾害领域而言，包括地质灾害调查、监测、评估以及编制防治预案、应急方案等等。不过，因地质灾害问题受到特定地质及资源条件影响，故有关地质灾害环境的话题大多是围绕某一具体的灾害点或区域展开的，这对于研究地质灾害普适性的风险控制及优化方法具有一定的启示。然而，目前在地质灾害勘查、防治和管理工作中，就如何评估灾情，迄今还没有科学的理论与切实可行的方法，以致影响了减灾决策和项目的优选与管理。再加上地质系统可归属于生态系统的一个子类。于是，在评估和控制地质灾害风险时必须考虑地质系统的弹性（Resilient）问题，这也不能仅仅局限于地质系统本身，而应涉及地质——环境——经济——社会多个层面构成的复杂网络。为此，可结合复杂网络科学，借助于地质系统弹性概念，展开深入的探讨，以建立经济、社会、自然协调发展的和谐环境。

(2)虽然可以肯定国内外学者在地质灾害风险管理方面的贡献，但是不同的形成机制、诱发条件、成灾特性等使得灾害体存在不同的地质问题，而地质灾害体的动态变化又决定了不同时期存在不同类型、稳定程度、严重程度的灾害问题。可见，需要借助现代信息技术和数值模拟仿真技术为主体的技术支撑体系，运用复杂网络科学的基本方法，建立地质灾害风险评价与风险管理的数学模型，以进一步拓展地质灾害风险管理的研究体系。

(3)建立地质灾害调查评价体系、监测预警体系、防治体系和应急体系，加大重点区域地质灾害治理力度是一项复杂的系统工程，而地质灾害风险控制与优化是此项工程的基础。因此，需要结合具体的区域，对风险管理措施、手段及传导机制进行系统仿真和比较研究，以期在我国地质灾害研究领域建立独具特色的“地质灾害风险－量化评价—控制优化”的理论体系和“地质灾害风险控制与仿真”的技术方法体系，并进一步完善地质灾害防治的理论与方法体系。

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